题目内容
【题目】(9分)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，工业上主要是从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。
（1）赤铁矿在自然界中储藏丰富，其主要成分的化学式是 。
（2）磁铁矿的主要成分是Fe3O4。在Fe3O4中存在两种不同价态的铁离子，其中1/3是Fe2+，2/3是Fe3+。请写出Fe3O4与盐酸反应的化学方程式 。
（3）工业上主要采用高炉炼铁，常用到的原料有铁矿石、焦碳、石灰石和空气。其中，焦碳的作用是 。(仅答一点)
（4）由于铁的氧化物中Fe3O4和FeO均为黑色，实验室用CO还原Fe2O3得到的铁中是否会含有Fe3O4和FeO，某同学设计了下列探究实验。
资料：FeCl3溶液与铁发生的反应是2FeCl3+Fe=3FeCl2，但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应；含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，利用该反应可检验Fe3+的存在。
【提出问题】CO还原Fe2O3得到黑色产物的成分是什么?
【猜 想】
猜想l：Fe 猜想2：Fe和Fe3O4；
猜想3：Fe和FeO； 猜想4: 。
【实验探究】限选试剂：C0、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
Ⅰ取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤。 | 黑色固体部分溶解。 | 猜想2和4都 不成立。 |
Ⅱ ， 。 | 黑色固体全部溶解，溶液 不变红色。 | |
Ⅲ另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入C0，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的 的烧杯中。 | 。 | 猜想l不成立， 猜想3成立。 |
【答案】（1）Fe2O3 （2）Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
（3）生成用于还原铁矿石的还原性物质CO（或提供炼铁需要的热量）
（4）【猜想】猜想4：Fe、Fe3O4和FeO
【实验探究】①取第Ⅰ步过滤所得固体装入试管中，加入足量的盐酸，随后滴入几滴（或少量）KSCN溶液 ②澄清石灰水 ③澄清石灰水变浑浊
【解析】
试题分析：（1）赤铁矿的主要成分为氧化铁，其化学式是Fe2O3。
（2）根据题意可知：反应物为Fe3O4和盐酸；生成物中氯化亚铁和氯化铁的化学计量数之比为1：2，同时反应还会生成水。所以化学方程式为Fe3O4+8HCl= FeCl2+2FeCl3 +4H2O。
（3）高炉炼铁中焦碳的作用是1、提供炼铁需要的热量；2、生成用于还原铁矿石的还原性物质CO。
（4）【猜想】固体还可能是Fe、Fe3O4和FeO的混合物。
Ⅰ中黑色固体部分溶解，说明其中含一部分铁。结合结论“猜想2和4都不成立”可说明Ⅱ的目的是验证四氧化三铁不存在。所以操作可为：取第Ⅰ步过滤所得固体装入试管中，加入足量的盐酸，随后滴入几滴（或少量）KSCN溶液。由于观察到溶液不变红色，可说明Fe3+的盐溶液不存在，即可说明四氧化三铁不存在。
Ⅲ中结论为：猜想l不成立，猜想3成立。由于上面的操作中已经说明铁的存在，所以此操作只需要验证氧化亚铁的存在即可。由于FeO可与C0反应生成二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊。所以操作可为：另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入C0，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的澄清石灰水的烧杯中。当观察到澄清石灰水变浑浊，即可说明氧化亚铁的存在。所以结论为猜想l不成立，猜想3成立。
【题目】（10分）化学与能源
能源是社会发展的基础。化石燃料是目前人类最重要的能源物质，请回答：
（1）下列燃料中，属于化石燃料的是 。
A．汽油； B．液化石油气； C．柴油； D．天然气； E．木炭；
F．焦炭； G．稻草； H．氢气
（2）右表是煤燃烧时产生的部分物质，根据要求完善右表中的空格。
物质名称 | 物质类别 | 化学式 |
二氧化碳 | ||
氧化物 | CO | |
碳 | C | |
二氧化硫 | ||
氧化物 | NO2 | |
水 | H2O |
（3）根据表中煤燃烧的产物，你认为煤中一定含有 元素，推断的依据是 。
（4）写出天然气充分燃烧的化学方程式 。
（5）运用化学技术与方法科学改造和应用化石燃料是化学科学的使命。在石油加工过程中，依据各成分沸点不同对其进行改造的方法叫做 。
在煤的综合利用中，改变煤的组成和结构的过程属于 变化。